
求这个微分方程的通解
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(3)解:∵齐次方程y"-2y'+5y=0的特征方程是r²-2r+5=0,特征根是r=1±2i(复数根)
∴此齐次方程的通解是y=(C1cos(2x)+C2sin(2x))e^x (C1,C2是积分常数)
于是,由常数变易法,设原方程的解为y=(C1(x)cos(2x)+C2(x)sin(2x))e^x (C1(x),C2(x)是关于x的函数)
代入原方程,化简得方程组(C1'(x)cos(2x)+C2'(x)sin(2x))e^x=0,(-2C1'(x)sin(2x)+2C2'(x)cos(2x))e^x=sin(2x)e^x
解此方程组,得C1'(x)=-sin²(2x)/2,C2'(x)=sin(2x)cos(2x)/2
==>C1(x)=sin(2x)cos(2x)/8-x/4+C1,C2(x)=C2+1/16-cos²(2x)/8 (C1,C2是积分常数)
==>y=(C1(x)cos(2x)+C2(x)sin(2x))e^x=(C1cos(2x)+C2sin(2x)-xcos(2x)/4+sin(2x)/16)e^x
故 经验证原方程的通解是y=(C1cos(2x)+C2sin(2x)-xcos(2x)/4+sin(2x)/16)e^x。
∴此齐次方程的通解是y=(C1cos(2x)+C2sin(2x))e^x (C1,C2是积分常数)
于是,由常数变易法,设原方程的解为y=(C1(x)cos(2x)+C2(x)sin(2x))e^x (C1(x),C2(x)是关于x的函数)
代入原方程,化简得方程组(C1'(x)cos(2x)+C2'(x)sin(2x))e^x=0,(-2C1'(x)sin(2x)+2C2'(x)cos(2x))e^x=sin(2x)e^x
解此方程组,得C1'(x)=-sin²(2x)/2,C2'(x)=sin(2x)cos(2x)/2
==>C1(x)=sin(2x)cos(2x)/8-x/4+C1,C2(x)=C2+1/16-cos²(2x)/8 (C1,C2是积分常数)
==>y=(C1(x)cos(2x)+C2(x)sin(2x))e^x=(C1cos(2x)+C2sin(2x)-xcos(2x)/4+sin(2x)/16)e^x
故 经验证原方程的通解是y=(C1cos(2x)+C2sin(2x)-xcos(2x)/4+sin(2x)/16)e^x。
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